4 Расчет валов
4.1 Предварительный подбор валов
Предварительны е значения диаметров (мм) различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам:
для быстроходного вала (рис.3.1,а):
d
(7…8)
,
dП
d +2tкон
(tцил),
dБП
d П+3r
для промежуточного(рис.3.1,б)
dк
(6…7)
, dБК
dк+3f;
dБП
d П+3r;
dП
dк-3r;
для тихоходного (выходного) (рис.3.1,в):
d
(5…6)
;
dП
d
+2tцил;
dБП
d П+3r;
Для быстроходного (входного) вала:
d
7
=7
=20мм;
dП d Б/Х+2tкон=20+2·1,5=23мм; dП=30мм;
dБП d П+3r=30+3·2=36мм;
Для промежуточного вала:
dк
6
=6
=26мм;
dБК dк+3f=26+3·1=29мм;
dБП d П+3r=30+3·2=36мм;
dП dк-3r=26-3·2=20мм; dП=30мм;
Для тихоходного (выходного) вала:
d
5
=5
=30мм;
dП d +2tцил=30+2·3=36мм; dП=40мм;
dБП d П+3r=30+3·2=36мм;
где –
,
,
– вращающие моменты быстроходного(входного)вала,
промежуточного, тихоходного вала;
t цил(t кон) – высота заплечика для цилиндрической передачи, (для конической );
f – фаска колеса.
4.2 Подбор шпонок
На I вал (шкивом):
Подбираем стандартную шпонку под вал диаметром 20 мм.:
l раб= 14 мм, lГОСТ=20мм, b = 6мм, h = 6мм.
где
-
фактические и допускаемые напряжения
смятия, МПа;
d - диаметр вала, мм;
lр - рабочая длина призматической шпонки, мм.;
h - стандартная высота шпонки, мм;
t-глубина паза на валу мм.
где
- фактические и допускаемые напряжения
среза, МПа,
b - стандартная ширина шпонки, мм.
На II вал (под колесом 3):
Подбираем стандартную шпонку под вал диаметром 32 мм.:
l раб= 22 мм, lГОСТ=32мм, b = 10 мм, h = 8 мм;
На II вал (под колесом 4):
Подбираем стандартную шпонку под вал диаметром 32 мм.:
l раб= 35 мм, lГОСТ=45мм, b = 10мм, h = 8мм;
На III вал (под колесом 5):
Подбираем стандартную шпонку под вал диаметром 44мм.:
l раб= 28 мм, lГОСТ=40мм, b = 12 мм, h = 8мм;
На III вал :
Подбираем стандартную шпонку под вал диаметром 30мм.:
l раб= 26 мм, lГОСТ=36мм,b = 10 мм, h =8 мм;
Прочность шпонок на смятие и срез обеспечивается.
4.3 Подбор подшипников
Входной вал I: «Подшипник 206 ГОСТ 8338-75»
Внутренний диаметр – 30мм;
Внешний диаметр – 62мм;
Ширина – 16мм.
Промежуточный вал II: «Подшипник 206 ГОСТ 8338-75»
Внутренний диаметр – 30мм;
Внешний диаметр – 62мм;
Ширина – 16мм.
Выходной вал III: «Подшипник 208 ГОСТ 8338-75»
Внутренний диаметр – 40мм;
Внешний диаметр – 80мм;
Ширина – 18мм.
4.4 Подбор манжет
Входной вал I: «Манжета 1-26 x45-1 ГОСТ 8752-79».
Внутренний диаметр – 26 мм;
Внешний диаметр – 45 мм;
Ширина – 10 мм.
Выходной вал III: «Манжета 2-36 x58-3 ГОСТ 8752-79»
Внутренний диаметр – 36 мм;
Внешний диаметр – 58 мм;
Ширина – 10 мм.
5 Силовой расчет валов
5.1 Силовой расчет валов
Расчеты производятся на ЭВМ с помощью программы «APM Win machine 9.1 shaft» (приложение 1).
Рисунок 5.1 – Силы в зацеплении
где Ft – окружная составляющая (касательная) полного усилия на делительном диаметре зубьев колеса;
Fr – радиальная составляющая полного усилия на диаметре делительной окружности зубьев колеса;
Fx – осевая сила;
Fцеп – сила, действующая на вал со стороны цепной передачи;
Fм – сила, действующая на вал со стороны муфты
– угловые скорости вращения
валов;
2,3 – вал шестерня и колесо быстроходной ступени;
4,5 – шестерня и колесо тихоходной ступени.
3.2 Проверка валов на запас прочности
Расчеты производятся на ЭВМ с помощью программы «APM Win machine 9.1 shaft» (приложение 1). Необходимые данные берутся из силового расчета валов, предварительного подбора валов , а также из эскизной компоновки редуктора на миллиметровке. Построения эпюр, опасных сечений, необходимых коэффициентов при эксплуатации и, как следствие, запас прочности для всех трех валов представлены на следующих трех листах.
Запасы прочности для всех трех валов превышает минимальное допустимое значение Smin=1,3.